Ультразвуковые расходомеры измеряют расход, посылая звуковые волны через жидкость. Они широко используются в системах водоснабжения, контурах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, промышленных технологических линиях, системах очистки сточных вод и при временных измерениях расхода, поскольку многие модели могут измерять расход без движущихся частей или проникновения в трубы.
Два основных типа ультразвуковых расходомеров по принципу измерения:ультразвуковые расходомеры-времени прохожденияиДоплеровские ультразвуковые расходомеры. Проще говоря, счетчики-времени прохождения обычно выбираются для чистых, заполненных-жидкостей в трубопроводе, а доплеровские счетчики обычно выбираются для жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы или пузырьки газа.
Если вы сравниваетерешения для ультразвуковых расходомеров, самый главный вопрос не только "Какой тип лучше?" а «Какой тип соответствует жидкости, состоянию трубы, методу установки и требованиям к производительности?»
Быстрый ответ: каковы два основных типа ультразвуковых расходомеров?
Двумя основными типами ультразвуковых расходомеров являются:
- Ультразвуковые расходомеры транзитного-времени:лучше всего подходит для чистых, однородных жидкостей, где ультразвуковой сигнал может четко проходить между датчиками.
- Доплеровские ультразвуковые расходомеры:лучше всего подходит для грязных, газированных жидкостей или жидкостей,-содержащих частицы, где пузырьки или твердые частицы могут отражать ультразвуковой сигнал.
-
Тип Лучшее для Обычно не идеально подходит для Ультразвуковой расходомер Transit-Time Чистая вода, охлажденная вода, горячая вода, масла, совместимые химикаты, технологические жидкости в закрытых-трубах. Тяжелый шлам, сильно аэрированные жидкости, нестабильные сточные воды, частично заполненные трубы Допплеровский ультразвуковой расходомер Сточные воды, шлам, шлам, промышленные сбросы, жидкости с пузырьками или взвешенными твердыми веществами Очень чистые жидкости без частиц и пузырьков.
Типы ультразвуковых расходомеров по принципу и стилю установки
Одним из распространенных источников путаницы является слово «тип». В ультразвуковом измерении расхода «тип» может относиться к различным методам классификации.
| Метод классификации | Примеры | Что это значит |
|---|---|---|
| Принцип измерения | Транзитное-время, допплерография | Как расходомер использует ультразвуковые сигналы для расчета скорости потока |
| Стиль установки | Зажим-вкл., встроенный, вставка | Как датчик или корпус счетчика устанавливается на трубу |
| Стиль использования | Портативный, стационарный, настенный-монтируется | Используется ли счетчик для временного тестирования или постоянного мониторинга. |
| Условия применения | Закрытая-труба, открытая-канал, полная-труба, частично заполненная труба | Гидравлическое состояние, при котором счетчик должен измерять расход. |
Транзитное-время и допплеровский метод описывают принцип измерения. Азажим-на ультразвуковом расходомереоднако описывает стиль установки. В измерительных-измерителях с зажимами можно использовать технологию-времени прохождения во многих приложениях, связанных с чистыми-жидкостями, а некоторые доплеровские измерители также могут быть предназначены для не-инвазивного или портативного использования.
Для временной диагностикипортативный ультразвуковой расходомерможет быть более практичным. Для стационарного мониторинга установкинастенный-ультразвуковой расходомерможет быть лучше подойдет.
Как работают ультразвуковые расходомеры
Ультразвуковой расходомер измеряет скорость жидкости с помощью высокочастотных-звуковых волн. После того как расходомер рассчитает скорость, он может объединить эту скорость с площадью внутреннего поперечного сечения трубы-для оценки объемного расхода.
Точный метод измерения зависит от технологии. Измеритель времени прохождения- сравнивает время прохождения ультразвуковых сигналов, движущихся по потоку и против него. Доплеровский измеритель измеряет сдвиг частоты ультразвуковых эхо-сигналов, отраженных частицами или пузырьками в жидкости. Технические ссылки отОМЕГА Инжинирингописывают одно и то же основное различие: технология Доплера используется для жидкостей с частицами или пузырьками, а технология времени прохождения-используется для чистых жидкостей.
Поскольку ультразвуковые измерения зависят от передачи сигнала, на конечные характеристики влияет не только сам измерительный прибор. Состояние жидкости, материал трубы, футеровка трубы, толщина стенки, образование накипи, состояние заполненной-трубы, вибрация и юстировка датчика — все это может влиять на мощность сигнала и стабильность показаний.
Транзитные-ультразвуковые расходомеры времени
A ультразвуковой расходомер-времени прохожденияобычно используются два преобразователя. Один сигнал распространяется вниз по течению, а другой сигнал распространяется вверх по течению против потока. Когда жидкость движется, сигнал нисходящего потока распространяется немного быстрее, чем сигнал восходящего потока. Измеритель рассчитывает скорость потока на основе этой разницы во времени.
Когда следует выбирать ультразвуковой расходомер Transit-Time
Измерение времени прохождения-обычно является первым выбором, когда жидкость чистая, труба заполнена и акустический путь стабилен. Типичные области применения включают в себя:
- Распределение чистой воды
- Контуры охлажденной и горячей воды
- Энергетический мониторинг систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
- Чистые масла
- Совместимые химические жидкости
- Промышленные технологические жидкости в закрытых-трубах
Для проектов по очистке водыультразвуковой расходомер водычасто выбирается, когда важны не-интрузивные измерения, низкие потери давления или модернизированная установка.
Почему транзитное-время работает лучше в чистых жидкостях
Для технологии транзитного-времени требуется свободный акустический путь через жидкость. Если жидкость содержит слишком много пузырьков газа или взвешенных веществ, звуковой сигнал может рассеиваться или ослабевать. Это может снизить качество сигнала и привести к нестабильным показаниям. Вот почему счетчики времени прохождения-обычно рекомендуются для чистых и относительно однородных жидкостей.
Преимущества ультразвуковых расходомеров Transit-Time
- Хорошая стабильность измерений, когда труба заполнена, а жидкость чистая.
- Отсутствие движущихся частей на пути потока
- Подходит для накладных-и линейных конструкций.
- Отсутствие дополнительного падения давления при установке в качестве зажима-на счетчике
- Полезно как для постоянного мониторинга, так и для временной проверки.
Для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или энергетикиУльтразвуковой расходомер охлаждающей воды BTUможет сочетать измерение расхода с температурными входами для поддержки мониторинга энергии.
Ограничения ультразвуковых расходомеров-времени прохождения
Транзитные-измерители времени не являются лучшим выбором для любого применения. Они могут испытывать трудности, когда жидкость сильно аэрирована, сильно загрязнена или не всегда заполнена. Сильные внутренние отложения в трубе, неподходящие материалы футеровки, плохое соединение и сильная вибрация также могут снизить качество сигнала.
На практике не выбирайте счетчик времени прохождения-только по диаметру трубы. Прежде чем выбирать модель, подтвердите состояние жидкости, материал трубы, толщину стенок, диапазон расхода и место установки.
Доплеровские ультразвуковые расходомеры
Ультразвуковой расходомер Доплера посылает ультразвуковой сигнал в текущую жидкость и измеряет сдвиг частоты сигнала, отраженного обратно от взвешенных частиц или пузырьков газа. Вот почему доплеровское измерение может быть полезно в грязных или газированных жидкостях.
Teledyne ISCO объясняет этот принцип в своеммодуль потока с поверхностной скоростьюдокументация, в которой технология непрерывной доплеровской волны измеряет отраженные эхо-сигналы, отраженные пузырьками воздуха или частицами в потоке.
Когда следует выбирать ультразвуковой допплеровский расходомер
Доплеровскую технологию обычно рассматривают, когда жидкость естественным образом содержит достаточно отражателей для возврата сигнала. Общие приложения включают в себя:
- Сточные воды
- шлам
- суспензия
- Газированные жидкости
- Потоки промышленных сбросов
- Жидкости для горнодобывающей промышленности или переработки полезных ископаемых
Для временных испытаний или полевых работ с грязными-жидкими средамипортативный доплеровский расходомерможет быть полезен, когда жидкость содержит достаточно взвешенных твердых частиц или пузырьков для отражения сигнала.
Почему допплерометрия не работает в очень чистых жидкостях
Для доплеровских измерений необходимы отражатели. Если жидкость очень чистая и не содержит частиц и пузырьков, измеритель может не принять сильный отраженный сигнал. В этом случае показания могут стать нестабильными или недоступными. Для чистой воды, чистой нефти или деионизированной воды технология транзитного-времени обычно является более безопасной отправной точкой.
Преимущества доплеровских ультразвуковых расходомеров
- Подходит для грязных или газированных жидкостей.
- Полезно при очистке сточных вод, осадка и шлама.
- Можно избежать прямого контакта с абразивными или коррозийными жидкостями при использовании в зажиме-по конструкции.
- Отсутствие движущихся частей в потоке потока
- Практично для сложных жидкостей, где сигналы времени прохождения-могут быть слабыми.
Ограничения доплеровских ультразвуковых расходомеров
Допплерометры не следует рассматривать как универсальные ультразвуковые расходомеры. Они не идеальны для чистых жидкостей без отражателей. На них также могут влиять неравномерное распределение частиц, нестабильная аэрация, седиментация и изменение концентрации твердых веществ.
Если процесс требует высокой точности при работе с чистой и стабильной жидкостью, покупателю обычно следует сначала оценить технологию-времени прохождения, а затем просмотретьточность ультразвукового расходомератребования к реальным условиям эксплуатации.
Транзитное-время и доплеровские ультразвуковые расходомеры: основные различия
| Коэффициент сравнения | Ультразвуковой расходомер Transit-Time | Допплеровский ультразвуковой расходомер |
|---|---|---|
| Принцип измерения | Сравнивает время распространения сигнала в восходящем и нисходящем направлении. | Измеряет сдвиг частоты отраженных ультразвуковых сигналов |
| Лучшее состояние жидкости | Чистая, однородная, полная-жидкость в трубе | Грязная, газированная жидкость или жидкость,-содержащая частицы |
| Частицы и пузыри | Обычно снижают качество сигнала | Обычно требуется для отражения сигнала |
| Типичные применения | Чистая вода, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, масло, совместимые химикаты, технологические жидкости. | Сточные воды, шлам, шлам, промышленные сбросы |
| Основной риск выбора | Слабый сигнал от пузырьков, твердых частиц, окалины, футеровки или плохой связи | Слабый сигнал или его отсутствие, если жидкость слишком чистая |
| Общие стили установки | Зажимной-на, встроенный, переносной, фиксированный | Часто переносится или крепится-для проверки загрязненных-жидкостей, в зависимости от конструкции. |
| Основная забота покупателя | Точность, стабильный сигнал, правильные данные трубы | Надежность сигнала в жидкостях с изменяющимися твердыми частицами или пузырьками |
Как выбрать правильный тип ультразвукового расходомера
Выбор ультразвукового расходомера – процесс подбора. Хороший выбор зависит от жидкости, трубы, места установки и требуемого выходного сигнала.
1. Начните с состояния жидкости
| Состояние жидкости | Рекомендуемая отправная точка | Причина |
|---|---|---|
| Чистая вода в полной трубе | Транзитное-время | Звуковой путь обычно стабильный и чистый. |
| Чистое масло без пузырьков. | Транзитное-время | Допплеру может не хватать отражателей |
| Сточные воды с пузырьками или взвешенными веществами | Допплеровское или проверенное время прохождения-в зависимости от стабильности | Допплер может использовать пузырьки или частицы в качестве отражателей. |
| Тяжелая жижа | Допплеровский или специализированный расходомер | Высокое содержание твердых частиц может ослабить или рассеять сигналы; может потребоваться тестирование приложения |
| Частично заполненная труба | Специальное решение для открытого-канала или области-скорости | Стандартный расчет расхода в закрытой-трубе предполагает, что труба заполнена. |
| Проводящая грязная жидкость | Рассмотрим ультразвуковой илиэлектромагнитный расходомер | Магнитные расходомеры могут стать хорошей альтернативой проводящим жидкостям. |
2. Проверьте данные трубы.
Для зажима-на ультразвуковых расходомерах важны данные о трубе. Перед выбором подготовьте следующую информацию:
- Внешний диаметр трубы
- Толщина стенки трубы
- Материал трубы
- Материал подкладки, если есть.
- Состояние внутреннего накипи или коррозии
- Всегда ли труба заполнена
- Доступная длина прямой трубы
Состояние трубы имеет значение, поскольку ультразвуковой сигнал должен проходить через стенку трубы и жидкость. Плохое состояние поверхности трубы, толстая оболочка, неверные данные о трубе или слабая акустическая связь могут привести к плохой работе хорошего расходомера.
3. Подтвердите диапазон расхода.
Не выбирайте счетчик только по размеру трубы. Подтвердите минимальную, нормальную и максимальную скорость потока. Расходомер, который хорошо работает при нормальном расходе, может оказаться ненадежным, если фактическая скорость слишком низкая, слишком высокая или очень нестабильная.
Для приложений, где качество измерений имеет решающее значение, запланируйте периодическиекалибровка расходомераили проверки, особенно если счетчик используется для учета энергии, управления технологическими процессами или мониторинга, связанного с соблюдением-соответствий.
4. Соответствуйте методу установки
Зажимные-счетчики полезны, когда трубу нельзя разрезать, жидкость коррозионная или опасная, необходимо избегать потери давления или необходимы временные испытания. Линейные счетчики могут быть лучше, если точка измерения встроена в новую систему и долгосрочная-стабильность является приоритетом.
Если речь идет о паре, сжатом воздухе или газе, а не о жидкости, более подходящей может оказаться другая технология. Например,вихревой расходомеробычно рассматривается для пара, в то время кактепловой массовый расходомерчасто используется для измерения расхода газа.
5. Определите выход и системную интеграцию
Выходной сигнал должен соответствовать системе управления или мониторинга. Общие требования включают в себя:
- Локальный ЖК-дисплей
- Выход 4–20 мА
- Импульсный выход
- Связь RS485 или Modbus
- Регистрация данных
- Суммарный поток
- Интеграция ПЛК, SCADA или управления энергопотреблением
Для многих промышленных пользователей мощность связи не является второстепенной деталью. Он определяет, можно ли интегрировать расходомер в существующую систему управления.
Примеры применения
Распределение чистой воды
Для чистой воды в полной трубе обычно практичным выбором является ультразвуковое измерение-времени прохождения. Он предлагает не-интрузивные варианты установки и позволяет избежать движущихся частей на пути потока. Это частая причина, по которой покупатели предпочитают накладные-или линейные ультразвуковые счетчики для систем водоснабжения и циркуляции.
Охлажденная вода HVAC или горячая вода
В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обычно используется относительно чистая вода в замкнутых контурах. Технология транзитного-времени часто оказывается подходящей, особенно в сочетании с измерением температуры для мониторинга энергопотребления. В таких случаях следует тщательно проверять данные трубы, монтаж преобразователя и размещение датчика температуры.
Сточные воды и шлам
Сточные воды могут содержать взвешенные вещества, пузырьки, органические вещества и изменяющиеся условия потока. Допплерометрический метод может оказаться подходящим, когда жидкость имеет достаточное количество отражателей, но его применение все равно следует тщательно проанализировать, поскольку концентрация твердых веществ и аэрация могут меняться с течением времени.
Химические жидкости
Химическое применение зависит от акустических свойств жидкости, чистоты, совместимости, температуры и материала труб. Чистые химические жидкости могут подойти для технологии транзитного-времени. Для грязных или аэрированных химических потоков может потребоваться доплеровское тестирование или использование другой технологии расходомера.
Временные исследования стока
Для аудита, поиска и устранения неисправностей, проверки насосов и пуско-наладочных работ может оказаться полезным портативный ультразвуковой счетчик, поскольку зачастую его можно установить без отключения линии. Оператору по-прежнему необходимо ввести точные данные о трубе и правильно установить датчики.
Распространенные ошибки при выборе ультразвуковых расходомеров
Ошибка 1: рассматривать ограничение-вкл как принцип измерения
Зажим-– это метод установки, а не принцип измерения. В зажимном-измерителе могут использоваться различные ультразвуковые технологии в зависимости от конструкции и применения. Всегда проверяйте, использует ли счетчик время прохождения-времени, доплеровский или другой ультразвуковой метод.
Ошибка 2. Выбор времени транспортировки-для грязной или газированной жидкости
Если пузырьки или твердые частицы мешают акустическому пути, показания-времени прохождения могут стать нестабильными. Для сточных вод, осадка или шлама доплеровский метод может быть лучшей отправной точкой, при условии, что жидкость содержит достаточное количество отражателей.
Ошибка 3: выбор допплера для очень чистой жидкости
Допплеровская технология нуждается в отраженных сигналах. Очень чистая вода, деионизированная вода и чистые масла могут не содержать достаточного количества частиц или пузырьков для стабильных доплеровских измерений.
Ошибка 4: игнорирование выравнивания датчика
Переносные и накладные счетчики-чувствительны к качеству монтажа. Университет штата ОклахомаРекомендации по использованию портативного ультразвукового расходомераОбратите внимание, что несоосность датчика может снизить мощность принимаемого сигнала и вызвать ошибки измерения расхода.
Ошибка 5: игнорирование прямой трубы и профиля потока
Колено, клапаны, насосы, переходники и частично заполненные секции могут искажать профиль потока. Стабильное место установки помогает измерителю получать более надежные результаты. Если профиль потока нарушен, счетчик все равно может отображать показания, но они могут не отражать истинную среднюю скорость.
Информация, которую необходимо подготовить перед запросом ценового предложения
Прежде чем запросить рекомендацию или цену, подготовьте следующие данные. Это помогает поставщику выбрать правильную технологию, размер датчика, метод монтажа и конфигурацию выходного сигнала.
- Название жидкости и ее тип: чистая, грязная, газированная, коррозионная, вязкая или абразивная.
- Внешний диаметр трубы и толщина стенки
- Материал трубы и материал футеровки
- Минимальная, нормальная и максимальная скорость потока
- Рабочая температура и давление
- Всегда ли труба заполнена
- Доступная длина прямой трубы до и после установки счетчика
- Предпочтительный вариант установки: зажимной-, встроенный, вставной, переносной или фиксированный.
- Требуемый выход: дисплей, 4–20 мА, импульсный, RS485, Modbus, регистрация данных или сумматор.
- Ожидаемая точность и требуется ли калибровочная документация
Если вы уже знаете детали заявки, вы можете отправить их черезФорма запроса на расходомерпоэтому выбор можно проверить с учетом фактических условий процесса.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какой кабель для солнечных батарей лучше?
О. Для стороны постоянного тока фотоэлектрической системы используйте фотоэлектрический-кабель постоянного тока или фотоэлектрический провод, соответствующий требуемому напряжению, температуре, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и сертифицированный для проектного рынка.
Вопрос: Какой размер солнечного кабеля мне следует использовать?
О: Размер кабеля зависит от силы тока, падения напряжения, длины трассы, материала проводника, температуры окружающей среды, группировки и способа установки. Не выбирайте размер кабеля только по привычке.
Вопрос: H1Z2Z2-K лучше, чем PV1-F?
О: H1Z2Z2-K обычно используется в современных европейских фотоэлектрических проектах и проектах, основанных на МЭК-, тогда как PV1-F все еще может появляться в старых спецификациях или спецификациях для конкретных проектов. Лучший выбор зависит от стандарта проекта и местных условий.
Вопрос: В чем разница между фотоэлектрическим проводом и солнечным кабелем?
Ответ: Иногда эти термины используются расплывчато, но при закупках они должны быть привязаны к стандартам и требованиям рынка. UL PV Wire распространен в проектах в Северной Америке, а солнечный кабель H1Z2Z2-K распространен в стандартах IEC или европейских спецификациях.
Вопрос: Могу ли я использовать обычный электрический провод для солнечных батарей?
Ответ: Для открытых наружных фотоэлектрических цепей постоянного тока обычный электрический провод обычно не является подходящей заменой, если это явно не разрешено проектом и местными нормами. Фотоэлектрические кабели предназначены для солнечного света, погодных условий и условий эксплуатации фотоэлектрических систем.
Вопрос: Почему солнечные кабели часто бывают красными и черными?
О: Красный и черный помогают определить полярность постоянного тока. Красный обычно используется для положительного, а черный – для отрицательного, но установщики всегда должны следовать проектным чертежам, этикеткам и местной практике.
Вопрос: Солнечные разъемы так же важны, как и кабель?
А: Да. Плохой разъем или плохая обжимка могут привести к нагреву, попаданию воды или выходу из строя. Всегда проверяйте совместимость разъемов, номиналы и инструкции по установке.
Вопрос: Можно ли прокладывать солнечные кабели под землей?
О: Используйте кабель под землей только в том случае, если это позволяют его конструкция, оболочка, метод защиты и стандарты проекта. Некоторые кабели требуют кабелепровода или дополнительной механической защиты.
Вопрос: Нужны ли солнечные проекты в кабелях связи?
Ответ: Многие фотоэлектрические проекты нуждаются в кабелях связи для мониторинга инверторов, регистраторов данных, метеостанций, трекеров, сигнализаций и систем SCADA. Для более крупных проектов может потребоваться более надежная кабельная система передачи данных, чем для небольших систем на крыше.
Вопрос: Как я могу уменьшить падение напряжения на солнечном кабеле?
О: Падение напряжения можно уменьшить, укоротив трассу кабеля, увеличив размер проводника, уменьшив ток на кабель, если это позволяет конструкция, или скорректировав конструкцию системы под руководством инженеров.
Заключение: какой тип ультразвукового расходомера выбрать?
Выбирайте ультразвуковой расходомер-времени прохождения, когда жидкость чистая, труба заполнена и акустический путь стабилен. Выбирайте ультразвуковой расходомер Доплера, если жидкость содержит достаточно взвешенных твердых частиц или пузырьков газа, чтобы отразить ультразвуковой сигнал.
Для достоверного выбора не останавливайтесь на названии технологии. Подтвердите состояние жидкости, материал трубы, толщину стенки, футеровку, диапазон расхода, температуру, давление, метод установки, выходной сигнал и требования к точности. Правильный ультразвуковой расходомер — это тот, который соответствует реальным условиям на объекте, а не только ключевому слову на странице продукта.
